source: palm/trunk/SOURCE/modules.f90 @ 1430

Last change on this file since 1430 was 1430, checked in by knoop, 7 years ago

last commit documented

  • Property svn:keywords set to Id
File size: 66.5 KB
Line 
1 MODULE advection
2
3!--------------------------------------------------------------------------------!
4! This file is part of PALM.
5!
6! PALM is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms
7! of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation,
8! either version 3 of the License, or (at your option) any later version.
9!
10! PALM is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
11! WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR
12! A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more details.
13!
14! You should have received a copy of the GNU General Public License along with
15! PALM. If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
16!
17! Copyright 1997-2014 Leibniz Universitaet Hannover
18!--------------------------------------------------------------------------------!
19!
20! Current revisions:
21! ------------------
22!
23!
24! Former revisions:
25! -----------------
26! $Id: modules.f90 1430 2014-07-15 12:57:11Z knoop $
27!
28! 1429 2014-07-15 12:53:45Z knoop
29! +ensemble_member_nr to prepare the random_generator for ensemble runs
30!
31! 1382 2014-04-30 12:15:41Z boeske
32! Renamed variables which store large scale forcing tendencies
33! pt_lsa -> td_lsa_lpt, pt_subs -> td_sub_lpt,
34! q_lsa  -> td_lsa_q,   q_subs  -> td_sub_q
35!
36! 1365 2014-04-22 15:03:56Z boeske
37! Usage of large scale forcing enabled:
38! increase pr_palm from 90 to 100 to allow for more standard profiles
39! + ngp_sums_ls, pt_lsa, pt_subs, q_lsa, q_subs, tmp_tnudge, sums_ls_l,
40! use_subsidence_tendencies
41!
42! 1361 2014-04-16 15:17:48Z hoffmann
43! tend_* removed
44! call_microphysics_at_all_substeps added
45! default of drizzle set to true
46!
47! 1359 2014-04-11 17:15:14Z hoffmann
48! particle_attributes moved to mod_particle_attributes.f90
49!
50! 1353 2014-04-08 15:21:23Z heinze
51! REAL constants provided with KIND-attribute
52!
53! 1327 2014-03-21 11:00:16Z raasch
54! REAL constants defined as wp-kind
55! -avs_output, data_output_format, do3d_compress, iso2d_output, netcdf_output
56!
57! 1320 2014-03-20 08:40:49Z raasch
58! ONLY-attribute added to USE-statements,
59! kind-parameters added to all INTEGER and REAL declaration statements,
60! kinds are defined in new module kinds,
61! old module precision_kind is removed,
62! revision history before 2012 removed,
63! comment fields (!:) to be used for variable explanations added to
64! all variable declaration statements
65!
66! 1318 2014-03-17 13:35:16Z raasch
67! module cpulog moved to new separate module-file
68! interface for cpu_log removed
69!
70! 1314 2014-03-14 18:25:17Z suehring
71! + log_z_z0, number_of_sublayers, z0_av_global
72! 1308 2014-03-13 14:58:42Z fricke
73! +ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
74!
75! 1257 2013-11-08 15:18:40Z raasch
76! set default values for grid indices of maximum velocity components
77! u|v|w_max_ijk
78!
79! 1241 2013-10-30 11:36:58Z heinze
80! Usage of nudging enabled
81! +nudging, ntnudge, ptnudge, qnudge, tnudge, unudge, vnudge, wnudge
82! increase pr_palm from 80 to 90 to allow for more standard profiles
83!
84! Enable prescribed time depenend surface fluxes and geostrophic wind read in
85! from external file LSF_DATA
86! +large_scale_forcing, lsf_surf, lsf_vert, nlsf, time_surf, shf_surf, qsws_surf,
87!  pt_surf, q_surf, p_surf, time_vert, ug_vert, vg_vert, wsubs_vert
88!
89! 1221 2013-09-10 08:59:13Z raasch
90! wall_flags_0 changed to 32bit int, +wall_flags_00,
91! +rflags_s_inner, rflags_invers
92!
93! 1216 2013-08-26 09:31:42Z raasch
94! +transpose_compute_overlap,
95! several variables are now defined in the serial (non-parallel) case also
96!
97! 1212 2013-08-15 08:46:27Z raasch
98! +tri
99!
100! 1179 2013-06-14 05:57:58Z raasch
101! +reference_state, ref_state, use_initial_profile_as_reference, vpt_reference,
102! use_reference renamed use_single_reference_value
103!
104! 1159 2013-05-21 11:58:22Z fricke
105! -bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
106! +use_cmax
107!
108! 1128 2013-04-12 06:19:32Z raasch
109! +background_communication, i_left, i_right, j_north, j_south, req, req_count,
110! send_receive, sendrecv_in_background, wait_stat
111!
112! 1115 2013-03-26 18:16:16Z hoffmann
113! unused variables removed
114!
115! 1113 2013-03-10 02:48:14Z raasch
116! +on_device
117!
118! 1111 2013-03-08 23:54:10Z raasch
119! +tric, nr_timesteps_this_run
120!
121! 1106 2013-03-04 05:31:38Z raasch
122! array_kind renamed precision_kind, pdims defined in serial code
123! bugfix: default value assigned to coupling_start_time
124!
125! 1095 2013-02-03 02:21:01Z raasch
126! FORTRAN error in r1092 removed
127!
128! 1092 2013-02-02 11:24:22Z raasch
129! character length in some derived type changed for better alignment
130!
131! 1065 2012-11-22 17:42:36Z hoffmann
132! + c_sedimentation, limiter_sedimentation, turbulence, a_1, a_2, a_3, b_1, b_2,
133! + b_3, c_1, c_2, c_3, beta_cc
134!
135! bottom boundary condition of qr, nr changed from Dirichlet to Neumann
136!
137! 1053 2012-11-13 17:11:03Z hoffmann
138! necessary expansions according to the two new prognostic equations (nr, qr)
139! of the two-moment cloud physics scheme:
140! +*_init, flux_l_*, diss_l_*, flux_s_*, diss_s_*, *sws, *swst, tend_*, *, *_p
141! +t*_m, *_1, *_2, *_3, *_av, bc_*_b, bc_*_t, ibc_*_b, ibc_*_t, bc_*_t_val,
142! +*_vertical_gradient, *_surface_initial_change, *_vertical_gradient_level,
143! +*_vertical_gradient_level_ind, *_surface, constant_waterflux_*, 
144! +cloud_scheme, icloud_scheme, surface_waterflux_*, sums_ws*s_ws_l, wall_*flux
145!
146! constants for the two-moment scheme:
147! +a_vent, a_term, b_vent, b_term, c_evap, c_term, cof, eps_sb, k_cc, k_cr, k_rr,
148! +k_br, kappa_rr, kin_vis_air, mu_constant_value, nc, pirho_l, dpirho_l, rho_1,
149! +schmidt, schmidt_p_1d3, stp, x0, xmin, xmax, dt_precipitation, w_precipitation
150!
151! steering parameters for the two_moment scheme:
152! +mu_constant, ventilation_effect
153!
154! 1036 2012-10-22 13:43:42Z raasch
155! code put under GPL (PALM 3.9)
156!
157! 1031 2012-10-19 14:35:30Z raasch
158! +output_format_netcdf
159!
160! 1015 2012-09-27 09:23:24Z raasch
161! +acc_rank, num_acc_per_node,
162! -adjust_mixing_length
163!
164! 1010 2012-09-20 07:59:54Z raasch
165! pointer free version can be generated with cpp switch __nopointer
166!
167! 1003 2012-09-14 14:35:53Z raasch
168! -grid_matching, nxa, nya, etc., nnx_pe, nny_pe, spl_*
169!
170! 1001 2012-09-13 14:08:46Z raasch
171! -asselin_filter_factor, cut_spline_overshoot, dt_changed, last_dt_change,
172! last_dt_change_1d, long_filter_factor, overshoot_limit_*, ups_limit_*
173! several pointer/target arrays converted to normal ones
174!
175! 996 2012-09-07 10:41:47Z raasch
176! -use_prior_plot1d_parameters
177!
178! 978 2012-08-09 08:28:32Z fricke
179! +c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l,
180! +bc_lr_dirneu, bc_lr_neudir, bc_ns_dirneu, bc_ns_neudir
181! -km_damp_x, km_damp_y, km_damp_max, outflow_damping_width
182! +z0h, z0h_av, z0h_factor, z0h1d
183! +ptdf_x, ptdf_y, pt_damping_width, pt_damping_factor
184!
185! 964 2012-07-26 09:14:24Z raasch
186! -cross_linecolors, cross_linestyles, cross_normalized_x, cross_normx_factor,
187! cross_normalized_y, cross_normy_factor, cross_pnc_local,
188! cross_profile_numbers, cross_profile_number_counter, cross_uxmax,
189! cross_uxmax_computed, cross_uxmax_normalized,
190! cross_uxmax_normalized_computed, cross_uxmin, cross_uxmin_computed,
191! cross_uxmin_normalized, cross_uxmin_normalized_computed, cross_uymax,
192! cross_uymin, cross_xtext, dopr_crossindex, dopr_label, linecolors, linestyles,
193! nz_do1d, profil_output, z_max_do1d, z_max_do1d_normalized
194!
195! 951 2012-07-19 14:22:52Z hoffmann
196! changing profile_columns and profile_rows
197!
198! 940 2012-07-09 14:31:00Z raasch
199! +neutral
200!
201! 927 2012-06-06 19:15:04Z raasch
202! +masking_method
203!
204! 880 2012-04-13 06:28:59Z raasch
205! gathered_size, subdomain_size moved to control_parameters
206!
207! 866 2012-03-28 06:44:41Z raasch
208! interface for global_min_max changed
209!
210! 861 2012-03-26 14:18:34Z suehring
211! +wall_flags_0
212! -boundary_flags
213! +nzb_max
214! +adv_sca_1, +adv_mom_1
215!
216! 849 2012-03-15 10:35:09Z raasch
217! +deleted_particles, deleted_tails, tr.._count_sum, tr.._count_recv_sum in
218! particle_attributes,
219! +de_dx, de_dy, de_dz in arrays_3d,
220! first_call_advec_particles renamed first_call_lpm
221!
222! 828 2012-02-21 12:00:36Z raasch
223! +dissipation_classes, radius_classes, use_kernel_tables,
224! particle feature color renamed class
225!
226! 825 2012-02-19 03:03:44Z raasch
227! +bfactor, curvature_solution_effects, eps_ros, molecular_weight_of_water,
228! vanthoff, -b_cond in cloud_parameters,
229! dopts_num increased to 29, particle attributes speed_x|y|z_sgs renamed
230! rvar1|2|3
231! wang_collision_kernel and turbulence_effects_on_collision replaced by
232! collision_kernel, hall_kernel, palm_kernel, wang_kernel
233!
234! 809 2012-01-30 13:32:58Z marongas
235! Bugfix: replaced .AND. and .NOT. with && and ! in the preprocessor directives
236!
237! 807 2012-01-25 11:53:51Z maronga
238! New cpp directive "__check" implemented which is used by check_namelist_files.
239! New parameter check_restart has been defined which is needed by
240! check_namelist_files only.
241!
242! 805 2012-01-17 15:53:28Z franke
243! Bugfix collective_wait must be out of parallel branch for runs in serial mode
244!
245! 801 2012-01-10 17:30:36Z suehring
246! Dimesion of sums_wsus_ws_l, ! sums_wsvs_ws_l, sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,
247! sums_ws2_ws_l, sums_wspts_ws_l, sums_wsqs_ws_l, sums_wssas_ws_l increased.
248! for thread-safe summation in advec_ws.
249!
250! RCS Log replace by Id keyword, revision history cleaned up
251!
252! Revision 1.95  2007/02/11 13:18:30  raasch
253! version 3.1b (last under RCS control)
254!
255! Revision 1.1  1997/07/24 11:21:26  raasch
256! Initial revision
257!
258!
259! Description:
260! ------------
261! Definition of variables for special advection schemes
262!------------------------------------------------------------------------------!
263    USE kinds
264
265    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE   ::  aex, bex, dex, eex
266
267    SAVE
268
269 END MODULE advection
270
271
272
273
274 MODULE arrays_3d
275
276!------------------------------------------------------------------------------!
277! Description:
278! ------------
279! Definition of all arrays defined on the computational grid
280!------------------------------------------------------------------------------!
281
282    USE kinds
283
284    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                     &
285          c_u_m, c_u_m_l, c_v_m, c_v_m_l, c_w_m, c_w_m_l, ddzu, ddzu_pres,     &
286          dd2zu, dzu, ddzw, dzw, hyp, inflow_damping_factor, lad, l_grid,      &
287          nc_1d, nr_1d, ptdf_x, ptdf_y, p_surf, pt_surf, pt_1d, pt_init,       &
288          qsws_surf, q_1d, q_init, q_surf, qc_1d, qr_1d, rdf, rdf_sc,          & 
289          ref_state, sa_init, shf_surf, timenudge, time_surf, time_vert,       &
290          tmp_tnudge, ug, u_init, u_nzb_p1_for_vfc, vg, v_init,                &
291          v_nzb_p1_for_vfc, w_subs, zu, zw
292
293    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::                                   &
294          c_u, c_v, c_w, diss_s_e, diss_s_nr, diss_s_pt, diss_s_q,             &
295          diss_s_qr, diss_s_sa, diss_s_u, diss_s_v, diss_s_w, dzu_mg, dzw_mg,  &
296          flux_s_e, flux_s_nr, flux_s_pt, flux_s_q, flux_s_qr, flux_s_sa,      &
297          flux_s_u, flux_s_v, flux_s_w, f1_mg, f2_mg, f3_mg,                   &
298          mean_inflow_profiles, nrs, nrsws, nrswst, ptnudge, pt_slope_ref,     &
299          qnudge, qs, qsws, qswst, qswst_remote, qrs, qrsws, qrswst, rif,      &
300          saswsb, saswst, shf, tnudge, td_lsa_lpt, td_lsa_q, td_sub_lpt,       &
301          td_sub_q, total_2d_a, total_2d_o, ts, tswst, ug_vert, unudge, us,    &
302          usws, uswst, vnudge, vg_vert, vsws, vswst, wnudge, wsubs_vert, z0, z0h
303
304    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::                                 &
305          canopy_heat_flux, cdc, d, de_dx, de_dy, de_dz, diss, diss_l_e,       &
306          diss_l_nr, diss_l_pt, diss_l_q, diss_l_qr, diss_l_sa, diss_l_u,      &
307          diss_l_v, diss_l_w, flux_l_e, flux_l_nr, flux_l_pt, flux_l_q,        &
308          flux_l_qr, flux_l_sa, flux_l_u, flux_l_v, flux_l_w, kh, km, lad_s,   &
309          lad_u, lad_v, lad_w, lai, l_wall, p_loc, sec, sls, tend, tric,       &
310          u_m_l, u_m_n, u_m_r, u_m_s, v_m_l, v_m_n, v_m_r, v_m_s, w_m_l,       &
311          w_m_n, w_m_r, w_m_s
312
313#if defined( __nopointer )
314    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
315          e, e_p, nr, nr_p, p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, ql_v,     &
316          ql_vp, qr, qr_p, rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m,     &
317          tsa_m, tu_m, tv_m, tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
318#else
319    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
320          e_1, e_2, e_3, p, prho_1, nr_1, nr_2, nr_3, pt_1, pt_2, pt_3, q_1,   &
321          q_2, q_3, qc_1, ql_v, ql_vp, ql_1, ql_2, qr_1, qr_2, qr_3, rho_1,    &
322          sa_1, sa_2, sa_3, u_1, u_2, u_3, v_1, v_2, v_3, vpt_1, w_1, w_2, w_3
323
324    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::                                     &
325          e, e_p, nr, nr_p, prho, pt, pt_p, q, q_p, qc, ql, ql_c, qr, qr_p,    &
326          rho, sa, sa_p, te_m, tnr_m, tpt_m, tq_m, tqr_m, tsa_m, tu_m, tv_m,   &
327          tw_m, u, u_p, v, v_p, vpt, w, w_p
328#endif
329
330    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  rif_wall, tri
331
332    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE :: var_x, var_y, var_z, gamma_x,   &
333                                           gamma_y, gamma_z
334
335
336    SAVE
337
338 END MODULE arrays_3d
339
340
341
342
343 MODULE averaging
344
345!------------------------------------------------------------------------------!
346! Description:
347! ------------
348! Definition of variables needed for time-averaging of 2d/3d data
349!------------------------------------------------------------------------------!
350    USE kinds
351
352    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  lwp_av, precipitation_rate_av,   &
353                                          qsws_av, shf_av,ts_av, us_av, z0_av, &
354                                          z0h_av
355
356    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE, TARGET ::                         &
357          e_av, lpt_av, nr_av, p_av, pc_av, pr_av, prr_av, pt_av, q_av, qc_av, &
358          ql_av, ql_c_av, ql_v_av, ql_vp_av, qr_av, qv_av, rho_av, s_av, sa_av,&
359          u_av, v_av, vpt_av, w_av
360 
361 END MODULE averaging
362
363
364
365 MODULE cloud_parameters
366
367!------------------------------------------------------------------------------!
368! Description:
369! ------------
370! Definition of variables and constants for cloud physics
371!------------------------------------------------------------------------------!
372    USE kinds
373
374    LOGICAL ::  curvature_solution_effects = .FALSE., &
375                limiter_sedimentation = .TRUE., &
376                ventilation_effect = .FALSE.
377               
378
379    REAL(wp) ::  a_1 = 8.69E-4_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
380                 a_2 = -7.38E-5_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
381                 a_3 = -1.40E-2_wp,    & !: coef. in turb. parametrization
382                 a_term = 9.65_wp,     & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
383                 a_vent = 0.78_wp,     & !: coef. for ventilation effect
384                 b_1 = 11.45E-6_wp,    & !: coef. in turb. parametrization (m)
385                 b_2 = 9.68E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
386                 b_3 = 0.62_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
387                 b_term = 9.8_wp,      & !: coef. for terminal velocity (m s-1)
388                 b_vent = 0.308_wp,    & !: coef. for ventilation effect
389                 beta_cc = 3.09E-4_wp, & !: coef. in turb. parametrization (cm-2 s3)
390                 bfactor,              & !: solution effect on diffusional growth
391                 c_1 = 4.82E-6_wp,     & !: coef. in turb. parametrization (m)
392                 c_2 = 4.8E-6_wp,      & !: coef. in turb. parametrization (m)
393                 c_3 = 0.76_wp,        & !: coef. in turb. parametrization
394                 c_const = 0.93_wp,    & !: const. in Taylor-microscale Reynolds number
395                 c_evap = 0.7_wp,      & !: constant in evaporation
396                 c_sedimentation = 2.0_wp, & !: Courant number of sedimentation process
397                 c_term = 600.0_wp,    & !: coef. for terminal velocity (m-1)
398                 cof(6) = (/ 76.18009172947146_wp,      & !: coefficients in the
399                             -86.50532032941677_wp,     & !: numerical
400                             24.01409824083091_wp,      & !: calculation of the
401                             -1.231739572450155_wp,     & !: gamma function
402                             0.1208650973866179E-2_wp,  &
403                             -0.5395239384953E-5_wp /), &
404                cp = 1005.0_wp,       & !: heat capacity of dry air (J kg-1 K-1)
405                diff_coeff_l = 0.23E-4_wp, & !: diffusivity of water vapor (m2 s-1)
406                effective_coll_efficiency, & !: effective collision efficiency
407                eps_ros = 1.0E-4_wp,  & !: accuracy of Rosenbrock method
408                eps_sb = 1.0E-20_wp,  & !: threshold in two-moments scheme
409                k_cc = 9.44E09_wp,    & !: const. cloud-cloud kernel (m3 kg-2 s-1)
410                k_cr0 = 4.33_wp,      & !: const. cloud-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
411                k_rr = 7.12_wp,       & !: const. rain-rain kernel (m3 kg-1 s-1)
412                k_br = 1000._wp,      & !: const. in breakup parametrization (m-1)
413                k_st = 1.2E8_wp,      & !: const. in drizzle parametrization (m-1 s-1)
414                kappa_rr = 60.7_wp,   & !: const. in collision kernel (kg-1/3)
415                kin_vis_air = 1.4086E-5_wp, & !: kin. viscosity of air (m2 s-1)
416                l_v = 2.5E+06_wp,     & !: latent heat of vaporization (J kg-1)
417                l_d_cp, l_d_r, l_d_rv, & !: l_v / cp, l_v / r_d, l_v / r_v
418                mass_of_solute = 1.0E-17_wp, & !: soluted NaCl (kg)
419                molecular_weight_of_solute = 0.05844_wp, & !: mol. m. NaCl (kg mol-1)
420                molecular_weight_of_water = 0.01801528_wp, & !: mol. m. H2O (kg mol-1)
421                nc_const = 70.0E6_wp, & !: cloud droplet concentration
422                prec_time_const = 0.001_wp, & !: coef. in Kessler scheme
423                pirho_l, dpirho_l, & !: pi * rho_l / 6.0; 6.0 / ( pi * rho_l )
424                rho_l = 1.0E3_wp,     & !: density of water (kg m-3)
425                ql_crit = 0.0005_wp,  & !: coef. in Kessler scheme
426                r_d = 287.0_wp,       & !: sp. gas const. dry air (J kg-1 K-1)
427                r_v = 461.51_wp,      & !: sp. gas const. water vapor (J kg-1 K-1)
428                schmidt = 0.71_wp,    & !: Schmidt number
429                schmidt_p_1d3,        & !: schmidt**( 1.0 / 3.0 )
430                sed_qc_const,         & !: const. for sedimentation of cloud water
431                sigma_gc = 1.3_wp,    & !: log-normal geometric standard deviation
432                stp = 2.5066282746310005_wp, & !: parameter in gamma function
433                thermal_conductivity_l = 2.43E-2_wp, & !: therm. cond. air (J m-1 s-1 K-1)
434                vanthoff = 2.0_wp,    & !: van't Hoff factor for NaCl
435                x0 = 2.6E-10_wp,      & !: separating drop mass (kg)
436                xrmin = 2.6E-10_wp,   & !: minimum rain drop size (kg)
437                xrmax = 5.0E-6_wp,    & !: maximum rain drop site (kg)
438                dt_precipitation = 100.0_wp, & !: timestep precipitation (s)
439                w_precipitation = 9.65_wp      !: maximum terminal velocity (m s-1)
440
441    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE     ::  hyrho, pt_d_t, t_d_pt 
442
443    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  precipitation_amount, &
444                                                precipitation_rate
445!
446!-- 3D array of precipitation rate
447    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  prr
448
449    SAVE
450
451 END MODULE cloud_parameters
452
453
454
455
456 MODULE constants
457
458!------------------------------------------------------------------------------!
459! Description:
460! ------------
461! Definition of general constants
462!------------------------------------------------------------------------------!
463    USE kinds
464
465    REAL(wp)  ::  pi = 3.141592654_wp
466    REAL(wp)  ::  adv_mom_1, adv_mom_3, adv_mom_5, adv_sca_1, adv_sca_3, adv_sca_5
467   
468
469    SAVE
470
471 END MODULE constants
472
473
474
475
476 MODULE control_parameters
477
478!------------------------------------------------------------------------------!
479! Description:
480! ------------
481! Definition of parameters for program control
482!------------------------------------------------------------------------------!
483    USE kinds
484
485    TYPE plot_precision
486       CHARACTER (LEN=8) ::  variable
487       INTEGER(iwp)      ::  precision
488    END TYPE plot_precision
489
490    TYPE(plot_precision), DIMENSION(100) ::  plot_3d_precision =               &
491                        (/ plot_precision( 'u', 2 ), plot_precision( 'v', 2 ), &
492                           plot_precision( 'w', 2 ), plot_precision( 'p', 5 ), &
493                           plot_precision( 'pt', 2 ),                          &
494                           ( plot_precision( ' ', 1 ), i9 = 1,95 ) /)
495
496    TYPE file_status
497       LOGICAL ::  opened, opened_before
498    END TYPE file_status
499   
500    INTEGER, PARAMETER :: mask_xyz_dimension = 100, max_masks = 50
501
502    TYPE(file_status), DIMENSION(200+2*max_masks) ::                &
503                             openfile = file_status(.FALSE.,.FALSE.)
504
505    CHARACTER (LEN=1)    ::  cycle_mg = 'w', timestep_reason = ' '
506    CHARACTER (LEN=2)    ::  coupling_char = ''
507    CHARACTER (LEN=5)    ::  write_binary = 'false'
508    CHARACTER (LEN=8)    ::  run_date, run_time
509    CHARACTER (LEN=9)    ::  simulated_time_chr
510    CHARACTER (LEN=11)   ::  topography_grid_convention = ' '
511    CHARACTER (LEN=12)   ::  version = ' ', revision = ' '
512    CHARACTER (LEN=16)   ::  conserve_volume_flow_mode = 'default', &
513                             loop_optimization = 'default', &
514                             momentum_advec = 'ws-scheme', &
515                             psolver = 'poisfft', &
516                             scalar_advec = 'ws-scheme'
517    CHARACTER (LEN=20)   ::  bc_e_b = 'neumann', bc_lr = 'cyclic', &
518                             bc_ns = 'cyclic', bc_p_b = 'neumann', &
519                             bc_p_t = 'dirichlet', bc_pt_b = 'dirichlet', &
520                             bc_pt_t = 'initial_gradient', &
521                             bc_q_b = 'dirichlet', bc_q_t = 'neumann', &
522                             bc_s_b = 'dirichlet', bc_s_t = 'neumann', &
523                             bc_sa_t = 'neumann', &
524                             bc_uv_b = 'dirichlet', bc_uv_t = 'dirichlet', &
525                             canopy_mode = 'block', &
526                             cloud_scheme = 'seifert_beheng', &
527                             coupling_mode = 'uncoupled', &
528                             coupling_mode_remote = 'uncoupled', &
529                             dissipation_1d = 'as_in_3d_model', &
530                             fft_method = 'system-specific', &
531                             mixing_length_1d = 'as_in_3d_model', &
532                             random_generator = 'numerical-recipes', &
533                             reference_state = 'initial_profile', &
534                             return_addres, return_username, &
535                             timestep_scheme = 'runge-kutta-3'                             
536    CHARACTER (LEN=40)   ::  avs_data_file, output_format_netcdf, &
537                             topography = 'flat'
538    CHARACTER (LEN=64)   ::  host = ' '
539    CHARACTER (LEN=80)   ::  log_message, run_identifier
540    CHARACTER (LEN=100)  ::  initializing_actions = ' ' 
541    CHARACTER (LEN=110)  ::  run_description_header
542    CHARACTER (LEN=1000) ::  message_string = ' '
543
544    CHARACTER (LEN=11), DIMENSION(100) ::  data_output = ' ',    &
545                                           data_output_user = ' ', doav = ' '
546    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,100) ::  &
547         data_output_masks = ' ', data_output_masks_user = ' '
548
549    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(300) ::  data_output_pr = ' '
550    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(200) ::  data_output_pr_user = ' '
551    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(11)  ::  netcdf_precision = ' '
552
553    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask = ' '
554    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d = ' ', do3d = ' '
555
556    INTEGER(iwp) ::  abort_mode = 1, average_count_pr = 0, average_count_sp = 0, &
557                     average_count_3d = 0, current_timestep_number = 0, &
558                     coupling_topology = 0, &
559                     dist_range = 0, disturbance_level_ind_b, &
560                     disturbance_level_ind_t, doav_n = 0, dopr_n = 0, &
561                     dopr_time_count = 0, dopts_time_count = 0, &
562                     dosp_time_count = 0, dots_time_count = 0, &
563                     do2d_xy_n = 0, do2d_xz_n = 0, do2d_yz_n = 0, do3d_avs_n = 0, &
564                     dp_level_ind_b = 0, dvrp_filecount = 0, &
565                     dz_stretch_level_index, ensemble_member_nr = 0, gamma_mg, gathered_size, &
566                     grid_level, ibc_e_b, ibc_p_b, ibc_p_t, &
567                     ibc_pt_b, ibc_pt_t, ibc_q_b, ibc_q_t, &
568                     ibc_sa_t, ibc_uv_b, ibc_uv_t, icloud_scheme, &
569                     inflow_disturbance_begin = -1, inflow_disturbance_end = -1, &
570                     intermediate_timestep_count, intermediate_timestep_count_max, &
571                     io_group = 0, io_blocks = 1, iran = -1234567, &
572                     masks = 0, maximum_grid_level, &
573                     maximum_parallel_io_streams = -1, max_pr_user = 0, &
574                     mgcycles = 0, mg_cycles = -1, mg_switch_to_pe0_level = 0, mid, &
575                     nlsf = 1000, ntnudge = 100, netcdf_data_format = 2, ngsrb = 2, &
576                     nr_timesteps_this_run = 0, &
577                     nsor = 20, nsor_ini = 100, n_sor, normalizing_region = 0, &
578                     nz_do3d = -9999, pch_index = 0, prt_time_count = 0, &
579                     recycling_plane, runnr = 0, &
580                     skip_do_avs = 0, subdomain_size, terminate_coupled = 0, &
581                     terminate_coupled_remote = 0, timestep_count = 0
582
583    INTEGER(iwp) ::  dist_nxl(0:1), dist_nxr(0:1), dist_nyn(0:1), dist_nys(0:1), &
584                     do2d_no(0:1) = 0, do2d_xy_time_count(0:1), &
585                     do2d_xz_time_count(0:1), do2d_yz_time_count(0:1), &
586                     do3d_no(0:1) = 0, do3d_time_count(0:1), &
587                     domask_no(max_masks,0:1) = 0, domask_time_count(max_masks,0:1),&
588                     lad_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
589                     mask_size(max_masks,3) = -1, mask_size_l(max_masks,3) = -1, &
590                     mask_start_l(max_masks,3) = -1, &
591                     pt_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
592                     q_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
593                     sa_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
594                     section(100,3), section_xy(100) = -9999, &
595                     section_xz(100) = -9999, section_yz(100) = -9999, &
596                     ug_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
597                     vg_vertical_gradient_level_ind(10) = -9999, &
598                     subs_vertical_gradient_level_i(10) = -9999
599
600#if defined ( __check )
601    INTEGER(iwp) :: check_restart = 0
602#endif
603
604    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) :: ntdim_2d_xy, ntdim_2d_xz, ntdim_2d_yz, ntdim_3d
605
606    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  grid_level_count
607
608    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  mask_i, mask_j, mask_k
609    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE   ::  &
610                    mask_i_global, mask_j_global, mask_k_global
611
612    LOGICAL ::  bc_lr_cyc =.TRUE., bc_lr_dirrad = .FALSE., &
613                bc_lr_raddir = .FALSE., bc_ns_cyc = .TRUE., &
614                bc_ns_dirrad = .FALSE., bc_ns_raddir = .FALSE.,&
615                call_microphysics_at_all_substeps = .FALSE., &
616                call_psolver_at_all_substeps = .TRUE., &
617                cloud_droplets = .FALSE., cloud_physics = .FALSE., &
618                conserve_volume_flow = .FALSE., constant_diffusion = .FALSE., &
619                constant_heatflux = .TRUE., constant_top_heatflux = .TRUE., &
620                constant_top_momentumflux = .FALSE., &
621                constant_top_salinityflux = .TRUE., &
622                constant_waterflux = .TRUE., create_disturbances = .TRUE., &
623                data_output_2d_on_each_pe = .TRUE., & 
624                dissipation_control = .FALSE., disturbance_created = .FALSE., &
625                do2d_at_begin = .FALSE., do3d_at_begin = .FALSE., &
626                do_sum = .FALSE., &
627                dp_external = .FALSE., dp_smooth = .FALSE., &
628                drizzle = .TRUE., dt_fixed = .FALSE., &
629                dt_3d_reached, dt_3d_reached_l, exchange_mg = .FALSE., &
630                first_call_lpm = .TRUE., &
631                force_print_header = .FALSE., galilei_transformation = .FALSE.,&
632                humidity = .FALSE., humidity_remote = .FALSE., &
633                inflow_l = .FALSE., inflow_n = .FALSE., &
634                inflow_r = .FALSE., inflow_s = .FALSE., &
635                large_scale_forcing = .FALSE., &
636                large_scale_subsidence = .FALSE., lsf_surf = .TRUE., &
637                lsf_vert = .TRUE., lptnudge = .FALSE., lqnudge = .FALSE., &
638                lunudge = .FALSE., lvnudge = .FALSE., lwnudge = .FALSE., &
639                masking_method = .FALSE., mg_switch_to_pe0 = .FALSE., &
640                neutral = .FALSE., nudging = .FALSE., &
641                ocean = .FALSE., on_device = .FALSE., &
642                outflow_l = .FALSE., outflow_n = .FALSE., outflow_r = .FALSE., &
643                outflow_s = .FALSE., passive_scalar = .FALSE., &
644                plant_canopy = .FALSE., prandtl_layer = .TRUE., &
645                precipitation = .FALSE., &
646                radiation = .FALSE., random_heatflux = .FALSE., &
647                run_control_header = .FALSE., run_coupled = .TRUE., &
648                scalar_rayleigh_damping = .TRUE., sloping_surface = .FALSE., &
649                stop_dt = .FALSE., synchronous_exchange = .FALSE., &
650                terminate_run = .FALSE., transpose_compute_overlap = .FALSE., &
651                turbulence = .FALSE., turbulent_inflow = .FALSE., &
652                use_cmax = .TRUE., use_initial_profile_as_reference = .FALSE., &
653                use_prescribed_profile_data = .FALSE., &
654                use_single_reference_value = .FALSE., &
655                use_subsidence_tendencies = .FALSE., &
656                use_surface_fluxes = .FALSE., use_top_fluxes = .FALSE., &
657                use_ug_for_galilei_tr = .TRUE., use_upstream_for_tke = .FALSE.,&
658                wall_adjustment = .TRUE., ws_scheme_sca = .FALSE., &
659                ws_scheme_mom = .FALSE.
660
661    LOGICAL ::  data_output_xy(0:1) = .FALSE., data_output_xz(0:1) = .FALSE., &
662                data_output_yz(0:1) = .FALSE.
663
664    REAL(wp) ::  advected_distance_x = 0.0_wp, advected_distance_y = 0.0_wp, &
665                 alpha_surface = 0.0_wp, atmos_ocean_sign = 1.0_wp, &
666                 averaging_interval = 0.0_wp, averaging_interval_pr = 9999999.9_wp, &
667                 averaging_interval_sp = 9999999.9_wp, bc_pt_t_val, bc_q_t_val, &
668                 bottom_salinityflux = 0.0_wp, &
669                 building_height = 50.0_wp, building_length_x = 50.0_wp, &
670                 building_length_y = 50.0_wp, building_wall_left = 9999999.9_wp, &
671                 building_wall_south = 9999999.9_wp, canyon_height = 50.0_wp, &
672                 canyon_width_x = 9999999.9_wp, canyon_width_y = 9999999.9_wp, &
673                 canyon_wall_left = 9999999.9_wp, canyon_wall_south = 9999999.9_wp, &
674                 cthf = 0.0_wp, cfl_factor = -1.0_wp, cos_alpha_surface, &
675                 coupling_start_time = 0.0_wp, disturbance_amplitude = 0.25_wp, &
676                 disturbance_energy_limit = 0.01_wp, &
677                 disturbance_level_b = -9999999.9_wp, &
678                 disturbance_level_t = -9999999.9_wp, &
679                 dp_level_b = 0.0_wp, drag_coefficient = 0.0_wp, &
680                 dt = -1.0_wp, dt_averaging_input = 0.0_wp, &
681                 dt_averaging_input_pr = 9999999.9_wp, dt_coupling = 9999999.9_wp, &
682                 dt_data_output = 9999999.9_wp, &
683                 dt_data_output_av = 9999999.9_wp, dt_disturb = 9999999.9_wp, &
684                 dt_dopr = 9999999.9_wp, dt_dopr_listing = 9999999.9_wp, &
685                 dt_dopts = 9999999.9_wp, dt_dosp = 9999999.9_wp, dt_dots = 9999999.9_wp, &
686                 dt_do2d_xy = 9999999.9_wp, dt_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
687                 dt_do2d_yz = 9999999.9_wp, dt_do3d = 9999999.9_wp, dt_dvrp = 9999999.9_wp, &
688                 dt_max = 20.0_wp, dt_micro = -1.0_wp, dt_restart = 9999999.9_wp, &
689                 dt_run_control = 60.0_wp, dt_3d = -1.0_wp, dz = -1.0_wp, &
690                 dz_max = 9999999.9_wp, dz_stretch_factor = 1.08_wp, &
691                 dz_stretch_level = 100000.0_wp, e_init = 0.0_wp, e_min = 0.0_wp, &
692                 end_time = 0.0_wp, &
693                 f = 0.0_wp, fs = 0.0_wp, g = 9.81_wp, inflow_damping_height = 9999999.9_wp, &
694                 inflow_damping_width = 9999999.9_wp, kappa = 0.4_wp, km_constant = -1.0_wp,&
695                 lad_surface = 0.0_wp, leaf_surface_concentration = 0.0_wp, &
696                 mask_scale_x = 1.0_wp, mask_scale_y = 1.0_wp, mask_scale_z = 1.0_wp, &
697                 maximum_cpu_time_allowed = 0.0_wp,  &
698                 molecular_viscosity = 1.461E-5_wp, &
699                 old_dt = 1.0E-10_wp, omega = 7.29212E-5_wp, omega_sor = 1.8_wp, &
700                 particle_maximum_age = 9999999.9_wp, &
701                 phi = 55.0_wp, prandtl_number = 1.0_wp, &
702                 precipitation_amount_interval = 9999999.9_wp, prho_reference, &
703                 pt_damping_factor = 0.0_wp, pt_damping_width = 0.0_wp, &
704                 pt_reference = 9999999.9_wp, pt_slope_offset = 0.0_wp, &
705                 pt_surface = 300.0_wp, pt_surface_initial_change = 0.0_wp, &
706                 q_surface = 0.0_wp, q_surface_initial_change = 0.0_wp, &
707                 rayleigh_damping_factor = -1.0_wp, rayleigh_damping_height = -1.0_wp, &
708                 recycling_width = 9999999.9_wp, residual_limit = 1.0E-4_wp, &
709                 restart_time = 9999999.9_wp, rho_reference, rho_surface, &
710                 rif_max = 1.0_wp, rif_min = -5.0_wp, roughness_length = 0.1_wp, &
711                 sa_surface = 35.0_wp, scalar_exchange_coefficient = 0.0_wp, &
712                 simulated_time = 0.0_wp, simulated_time_at_begin, sin_alpha_surface, &
713                 skip_time_data_output = 0.0_wp, skip_time_data_output_av = 9999999.9_wp,&
714                 skip_time_dopr = 9999999.9_wp, skip_time_dosp = 9999999.9_wp, &
715                 skip_time_do2d_xy = 9999999.9_wp, skip_time_do2d_xz = 9999999.9_wp, &
716                 skip_time_do2d_yz = 9999999.9_wp, skip_time_do3d = 9999999.9_wp, &
717                 surface_heatflux = 9999999.9_wp, surface_pressure = 1013.25_wp, &
718                 surface_scalarflux = 9999999.9_wp, surface_waterflux = 9999999.9_wp, &
719                 s_surface = 0.0_wp, s_surface_initial_change = 0.0_wp, &
720                 termination_time_needed = -1.0_wp, time_coupling = 0.0_wp, &
721                 time_disturb = 0.0_wp, time_dopr = 0.0_wp, time_dopr_av = 0.0_wp, &
722                 time_dopr_listing = 0.0_wp, time_dopts = 0.0_wp, time_dosp = 0.0_wp, &
723                 time_dosp_av = 0.0_wp, time_dots = 0.0_wp, time_do2d_xy = 0.0_wp, &
724                 time_do2d_xz = 0.0_wp, time_do2d_yz = 0.0_wp, time_do3d = 0.0_wp, &
725                 time_do_av = 0.0_wp, time_do_sla = 0.0_wp, time_dvrp = 0.0_wp, &
726                 time_restart = 9999999.9_wp, time_run_control = 0.0_wp,&
727                 time_since_reference_point, top_heatflux = 9999999.9_wp, &
728                 top_momentumflux_u = 9999999.9_wp, &
729                 top_momentumflux_v = 9999999.9_wp, top_salinityflux = 9999999.9_wp, &
730                 ug_surface = 0.0_wp, u_bulk = 0.0_wp, u_gtrans = 0.0_wp, &
731                 vg_surface = 0.0_wp, vpt_reference = 9999999.9_wp, &
732                 v_bulk = 0.0_wp, v_gtrans = 0.0_wp, wall_adjustment_factor = 1.8_wp, &
733                 z_max_do2d = -1.0_wp, z0h_factor = 1.0_wp
734
735    REAL(wp) ::  do2d_xy_last_time(0:1) = -1.0_wp, do2d_xz_last_time(0:1) = -1.0_wp, &
736                 do2d_yz_last_time(0:1) = -1.0_wp, dpdxy(1:2) = 0.0_wp, &
737                 dt_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, lad_vertical_gradient(10) = 0.0_wp,&
738                 lad_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
739                 mask_scale(3), &
740                 pt_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
741                 pt_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
742                 q_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
743                 q_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
744                 s_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
745                 s_vertical_gradient_level(10) = -1.0_wp, &
746                 sa_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
747                 sa_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
748                 skip_time_domask(max_masks) = 9999999.9_wp, threshold(20) = 0.0_wp, &
749                 time_domask(max_masks) = 0.0_wp, &
750                 tsc(10) = (/ 1.0_wp, 1.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp, 0.0_wp /), &
751                 u_profile(100) = 9999999.9_wp, uv_heights(100) = 9999999.9_wp, &
752                 v_profile(100) = 9999999.9_wp, &
753                 ug_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
754                 ug_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
755                 vg_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
756                 vg_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp, &
757                 volume_flow(1:2) = 0.0_wp, volume_flow_area(1:2) = 0.0_wp, &
758                 volume_flow_initial(1:2) = 0.0_wp, wall_heatflux(0:4) = 0.0_wp, &
759                 wall_humidityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_nrflux(0:4) = 0.0_wp, &
760                 wall_qflux(0:4) = 0.0_wp, wall_qrflux(0:4) = 0.0_wp, &
761                 wall_salinityflux(0:4) = 0.0_wp, wall_scalarflux(0:4) = 0.0_wp, &
762                 subs_vertical_gradient(10) = 0.0_wp, &
763                 subs_vertical_gradient_level(10) = -9999999.9_wp
764
765    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  dp_smooth_factor
766
767    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,mask_xyz_dimension) :: &
768            mask_x = -1.0_wp, mask_y = -1.0_wp, mask_z = -1.0_wp
769    REAL(wp), DIMENSION(max_masks,3) ::                  &
770            mask_x_loop = -1.0_wp, mask_y_loop = -1.0_wp, mask_z_loop = -1.0_wp
771   
772!
773!--    internal mask arrays ("mask,dimension,selection")
774       REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  mask, mask_loop
775
776    SAVE
777
778 END MODULE control_parameters
779
780
781
782 MODULE dvrp_variables
783
784!------------------------------------------------------------------------------!
785! Description:
786! ------------
787! Definition of variables used with dvrp-software
788!------------------------------------------------------------------------------!
789
790     USE kinds
791
792    CHARACTER (LEN=10) ::  dvrp_output = 'rtsp', particle_color = 'none', &
793                           particle_dvrpsize = 'none'
794
795    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(10) ::  mode_dvrp = &
796                                     (/ ( '                    ', i9 = 1,10 ) /)
797
798    CHARACTER (LEN=80) ::  dvrp_directory = 'default',                    &
799                           dvrp_file      = 'default',                    &
800                           dvrp_host      = 'origin.rvs.uni-hannover.de', &
801                           dvrp_password  = '********',                   &
802                           dvrp_username  = ' '
803
804    INTEGER(iwp) ::  cluster_size = 1, dvrp_colortable_entries = 4,                 &
805                     dvrp_colortable_entries_prt = 22, islice_dvrp,                 &
806                     nx_dvrp, nxl_dvrp, nxr_dvrp, ny_dvrp, nyn_dvrp, nys_dvrp,      &
807                     nz_dvrp, pathlines_fadeintime = 5, pathlines_fadeouttime = 5,  &
808                     pathlines_linecount = 1000, pathlines_maxhistory = 40,         &
809                     pathlines_wavecount = 10, pathlines_wavetime = 50,             &
810                     vc_gradient_normals = 0, vc_mode = 0, vc_size_x = 2,           &
811                     vc_size_y = 2, vc_size_z = 2
812
813    INTEGER(iwp), DIMENSION(10) ::  slicer_position_dvrp
814
815    LOGICAL ::  cyclic_dvrp = .FALSE., dvrp_overlap, dvrp_total_overlap, &
816                local_dvrserver_running, lock_steering_update = .FALSE., &
817                use_seperate_pe_for_dvrp_output = .FALSE.
818
819    REAL(wp)    ::  clip_dvrp_l = 9999999.9_wp, clip_dvrp_n = 9999999.9_wp, &
820                    clip_dvrp_r = 9999999.9_wp, clip_dvrp_s = 9999999.9_wp, &
821                    superelevation = 1.0_wp, superelevation_x = 1.0_wp,     &
822                    superelevation_y = 1.0_wp, vc_alpha = 38.0_wp
823
824    REAL(wp), DIMENSION(2) ::  color_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /), &
825                               dvrpsize_interval = (/ 0.0_wp, 1.0_wp /)
826
827    REAL(wp), DIMENSION(3) ::  groundplate_color = (/ 0.0_wp, 0.6_wp, 0.0_wp /), &
828                               topography_color = (/ 0.8_wp, 0.7_wp, 0.6_wp /)
829
830#if defined( __decalpha )
831    REAL(wp), DIMENSION(2,10)  ::  slicer_range_limits_dvrp = RESHAPE( (/      &
832                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
833                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
834                                   -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp /), (/ 2, 10 /) )
835
836    REAL(wp), DIMENSION(3,10)  ::  isosurface_color = RESHAPE( (/                 &
837                                   0.9_wp, 0.9_wp, 0.9_wp,  0.8_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.8_wp, &
838                                   0.1_wp, 0.8_wp, 0.1_wp,  0.6_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.6_wp, &
839                                   0.1_wp, 0.6_wp, 0.1_wp,  0.4_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.4_wp, &
840                                   0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /), (/ 3, 10 /) )
841
842    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp, interval_h_dvrp =      &
843                                   RESHAPE( (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp,      &
844                                                70.0_sp,  25.0_sp,  25.0_sp, -25.0_sp,      &
845                                               ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),         &
846                                            (/ 2, 100 /) ),                     &
847                                   interval_l_dvrp = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp,&
848                                   interval_a_dvrp = 0.0_sp,                       &
849                                   interval_values_dvrp_prt,                    &
850                                   interval_h_dvrp_prt = RESHAPE(               &
851                                   (/ 270.0_sp, 225.0_sp, 225.0_sp, 180.0_sp, 70.0_sp, 25.0_sp,   &
852                                      25.0_sp, -25.0_sp, ( 0.0_sp, i9 = 1, 192 ) /),     &
853                                                   (/ 2, 100 /) ),              &
854                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp,                   &
855                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp,                   &
856                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
857#else
858    REAL(wp), DIMENSION(2,10)     ::  slicer_range_limits_dvrp
859
860    REAL(wp), DIMENSION(3,10)     ::  isosurface_color
861
862    REAL(sp), DIMENSION(2,100) ::  interval_values_dvrp,                       &
863                                   interval_values_dvrp_prt, interval_h_dvrp,  &
864                                   interval_h_dvrp_prt, interval_l_dvrp = 0.5_sp, &
865                                   interval_l_dvrp_prt = 0.5_sp, interval_s_dvrp = 1.0_sp, &
866                                   interval_s_dvrp_prt = 1.0_sp, interval_a_dvrp = 0.0_sp, &
867                                   interval_a_dvrp_prt = 0.0_sp
868
869    DATA  slicer_range_limits_dvrp / -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
870                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
871                                     -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, -1.0_wp, 1.0_wp, &
872                                     -1.0_wp, 1.0_wp /
873
874    DATA  isosurface_color / 0.9_wp, 0.9_wp, 0.9_wp,  0.8_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.8_wp, &
875                             0.1_wp, 0.8_wp, 0.1_wp,  0.6_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.6_wp, &
876                             0.1_wp, 0.6_wp, 0.1_wp,  0.4_wp, 0.1_wp, 0.1_wp,  0.1_wp, 0.1_wp, 0.4_wp, &
877                             0.1_wp, 0.4_wp, 0.1_wp /
878
879    DATA  interval_h_dvrp / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
880                            25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
881
882    DATA  interval_h_dvrp_prt / 270.0_wp, 225.0_wp, 225.0_wp, 180.0_wp, 70.0_wp, 25.0_wp, &
883                                25.0_wp, -25.0_wp, 192 * 0.0_wp /
884#endif
885
886    REAL(sp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  xcoor_dvrp, ycoor_dvrp, zcoor_dvrp
887
888    TYPE steering
889       CHARACTER (LEN=24) ::  name
890       REAL(sp)           ::  min, max
891       INTEGER(iwp)       ::  imin, imax
892    END TYPE steering
893
894    TYPE(steering), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  steering_dvrp
895
896    SAVE
897
898 END MODULE dvrp_variables
899
900
901
902
903 MODULE grid_variables
904
905!------------------------------------------------------------------------------!
906! Description:
907! ------------
908! Definition of grid spacings
909!------------------------------------------------------------------------------!
910
911    USE kinds
912
913    REAL(wp) ::  ddx, ddx2, dx = 1.0_wp, dx2, ddy, ddy2, dy = 1.0_wp, dy2
914
915    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ddx2_mg, ddy2_mg
916
917    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  fwxm, fwxp, fwym, fwyp, fxm, fxp,   &
918                                              fym, fyp, wall_e_x, wall_e_y,       &
919                                              wall_u, wall_v, wall_w_x, wall_w_y, &
920                                              zu_s_inner, zw_w_inner
921
922    SAVE
923
924 END MODULE grid_variables
925
926
927
928
929 MODULE indices
930
931!------------------------------------------------------------------------------!
932! Description:
933! ------------
934! Definition of array bounds, number of gridpoints, and wall flag arrays
935!------------------------------------------------------------------------------!
936
937    USE kinds
938
939    INTEGER(iwp) ::  i_left, i_right, j_north, j_south, nbgp = 3, ngp_sums,         &
940                     ngp_sums_ls, nnx, nx = 0, nx_a, nx_o, nxl, nxlg, nxlu, nxr,    &
941                     nxrg, nx_on_file, nny, ny = 0, ny_a, ny_o, nyn, nyng, nys,     &
942                     nysg, nysv, ny_on_file, nnz, nz = 0, nzb, nzb_diff, nzb_max,   &
943                     nzt, nzt_diff
944
945
946    INTEGER(idp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::      &
947                ngp_3d, ngp_3d_inner   ! need to have 64 bit for grids > 2E9
948
949    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::                                  &
950                   ngp_2dh, nxl_mg, nxr_mg, nyn_mg, nys_mg, nzt_mg
951
952
953    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE :: ngp_2dh_outer, ngp_2dh_s_inner,  &
954                   mg_loc_ind, nzb_diff_s_inner, nzb_diff_s_outer, nzb_diff_u,    &
955                   nzb_diff_v, nzb_inner, nzb_outer, nzb_s_inner, nzb_s_outer,    &
956                   nzb_u_inner, nzb_u_outer, nzb_v_inner, nzb_v_outer,            &
957                   nzb_w_inner, nzb_w_outer, nzb_2d
958
959    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  flags
960
961    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  wall_flags_0, wall_flags_00
962
963    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE,  TARGET ::                       &
964                   wall_flags_1, wall_flags_2, wall_flags_3, wall_flags_4,        &
965                   wall_flags_5, wall_flags_6, wall_flags_7, wall_flags_8,        &
966                   wall_flags_9, wall_flags_10
967
968    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE ::  rflags_s_inner, rflags_invers
969
970    SAVE
971
972 END MODULE indices
973
974
975
976
977 MODULE interfaces
978
979!------------------------------------------------------------------------------!
980! Description:
981! ------------
982! Interfaces for special subroutines which use optional parameters
983!------------------------------------------------------------------------------!
984
985    INTERFACE
986
987       SUBROUTINE global_min_max ( i1, i2, j1, j2, k1, k2, feld, mode, offset, &
988                                   wert, wert_ijk, wert1, wert1_ijk )
989
990          USE kinds
991
992          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)      ::  mode
993          INTEGER(iwp), INTENT(IN)           ::  i1, i2, j1, j2, k1, k2
994          INTEGER(iwp)                       ::  wert_ijk(3)
995          INTEGER(iwp), OPTIONAL             ::  wert1_ijk(3)
996          REAL(wp)                           ::  offset, wert
997          REAL(wp), OPTIONAL                 ::  wert1
998          REAL(wp), INTENT(IN)               ::  feld(i1:i2,j1:j2,k1:k2)
999
1000       END SUBROUTINE global_min_max
1001
1002    END INTERFACE
1003
1004    SAVE
1005
1006 END MODULE interfaces
1007
1008
1009
1010 MODULE pointer_interfaces
1011
1012!------------------------------------------------------------------------------!
1013! Description:
1014! ------------
1015! Interfaces for subroutines with pointer arguments called in
1016! prognostic_equations
1017!------------------------------------------------------------------------------!
1018
1019    INTERFACE
1020
1021       SUBROUTINE advec_s_bc( sk, sk_char )
1022
1023          USE kinds
1024
1025          CHARACTER (LEN=*), INTENT(IN)   ::  sk_char
1026#if defined( __nopointer )
1027          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:) ::  sk
1028#else
1029          REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), POINTER ::  sk
1030#endif
1031       END SUBROUTINE advec_s_bc
1032
1033    END INTERFACE
1034
1035
1036    SAVE
1037
1038 END MODULE pointer_interfaces
1039
1040
1041
1042
1043 MODULE model_1d
1044
1045!------------------------------------------------------------------------------!
1046! Description:
1047! ------------
1048! Definition of variables for the 1D-model
1049!------------------------------------------------------------------------------!
1050
1051    USE kinds
1052
1053    INTEGER(iwp) ::  current_timestep_number_1d = 0, damp_level_ind_1d
1054
1055    LOGICAL ::  run_control_header_1d = .FALSE., stop_dt_1d = .FALSE. 
1056
1057    REAL(wp) ::     damp_level_1d = -1.0_wp, dt_1d = 60.0_wp, dt_max_1d = 300.0_wp, &
1058                    dt_pr_1d = 9999999.9_wp, dt_run_control_1d = 60.0_wp, &
1059                    end_time_1d = 864000.0_wp, old_dt_1d = 1.0E-10_wp, &
1060                    qs1d, simulated_time_1d = 0.0_wp, time_pr_1d = 0.0_wp, &
1061                    time_run_control_1d = 0.0_wp, ts1d, us1d, usws1d, &
1062                    vsws1d, z01d, z0h1d
1063
1064
1065    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  e1d, e1d_p, kh1d, km1d, l_black, l1d,  &
1066                                            rif1d, te_e, te_em, te_u, te_um, te_v, &
1067                                            te_vm, u1d, u1d_p, v1d, v1d_p
1068
1069    SAVE
1070
1071 END MODULE model_1d
1072
1073
1074
1075
1076 MODULE netcdf_control
1077
1078!------------------------------------------------------------------------------!
1079! Description:
1080! ------------
1081! Definition of parameters and variables for netcdf control.
1082!------------------------------------------------------------------------------!
1083
1084    USE control_parameters, ONLY: max_masks
1085    USE kinds
1086#if defined( __netcdf )
1087    USE netcdf
1088#endif
1089
1090    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  dopr_norm_num = 7, dopts_num = 29, dots_max = 100
1091
1092    INTEGER(iwp) ::  dots_num = 23
1093
1094    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_names =   &
1095         (/ 'wpt0  ', 'ws2   ', 'tsw2  ', 'ws3   ', 'ws2tsw', 'wstsw2', &
1096            'z_i   ' /)
1097
1098    CHARACTER (LEN=6), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  dopr_norm_longnames = &
1099         (/ 'wpt0  ', 'w*2   ', 't*w2  ', 'w*3   ', 'w*2t*w', 'w*t*w2',   &
1100            'z_i   ' /)
1101
1102    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_label = &
1103          (/ 'tnpt   ', 'x_     ', 'y_     ', 'z_     ', 'z_abs  ', 'u      ', &
1104             'v      ', 'w      ', 'u"     ', 'v"     ', 'w"     ', 'npt_up ', &
1105             'w_up   ', 'w_down ', 'radius ', 'r_min  ', 'r_max  ', 'npt_max', &
1106             'npt_min', 'x*2    ', 'y*2    ', 'z*2    ', 'u*2    ', 'v*2    ', &
1107             'w*2    ', 'u"2    ', 'v"2    ', 'w"2    ', 'npt*2  ' /)
1108
1109    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dopts_num) :: dopts_unit = &
1110          (/ 'number ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'm/s    ', &
1111             'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'm/s    ', 'number ', &
1112             'm/s    ', 'm/s    ', 'm      ', 'm      ', 'm      ', 'number ', &
1113             'number ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2     ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', &
1114             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'number2' /)
1115
1116    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_label = &
1117          (/ 'E      ', 'E*     ', 'dt     ', 'u*     ', 'th*    ', 'umax   ', &
1118             'vmax   ', 'wmax   ', 'div_new', 'div_old', 'z_i_wpt', 'z_i_pt ', &
1119             'w*     ', 'w"pt"0 ', 'w"pt"  ', 'wpt    ', 'pt(0)  ', 'pt(zp) ', &
1120             'w"u"0  ', 'w"v"0  ', 'w"q"0  ', 'mo_L   ', 'q*     ',            &
1121             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1122
1123    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(dots_max) :: dots_unit = &
1124          (/ 'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 's      ', 'm/s    ', 'K      ', 'm/s    ', &
1125             'm/s    ', 'm/s    ', 's-1    ', 's-1    ', 'm      ', 'm      ', &
1126             'm/s    ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K m/s  ', 'K      ', 'K      ', &
1127             'm2/s2  ', 'm2/s2  ', 'kg m/s ', 'm      ', 'kg/kg  ',            &
1128             ( 'unknown', i9 = 1, dots_max-23 ) /)
1129
1130    CHARACTER (LEN=9), DIMENSION(300) ::  dopr_unit = 'unknown'
1131
1132    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(0:1,100) ::  do2d_unit, do3d_unit
1133
1134    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_names = &
1135          (/ 'pt_age          ', 'pt_dvrp_size    ', 'pt_origin_x     ', &
1136             'pt_origin_y     ', 'pt_origin_z     ', 'pt_radius       ', &
1137             'pt_speed_x      ', 'pt_speed_y      ', 'pt_speed_z      ', &
1138             'pt_weight_factor', 'pt_x            ', 'pt_y            ', &
1139             'pt_z            ', 'pt_color        ', 'pt_group        ', &
1140             'pt_tailpoints   ', 'pt_tail_id      ', 'pt_density_ratio', &
1141             'pt_exp_arg      ', 'pt_exp_term     ', 'not_used        ', &
1142             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1143             'not_used        ' /)
1144
1145    CHARACTER (LEN=16), DIMENSION(25) ::  prt_var_units = &
1146          (/ 'seconds         ', 'meters          ', 'meters          ', &
1147             'meters          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1148             'm/s             ', 'm/s             ', 'm/s             ', &
1149             'factor          ', 'meters          ', 'meters          ', &
1150             'meters          ', 'none            ', 'none            ', &
1151             'none            ', 'none            ', 'ratio           ', &
1152             'none            ', 'none            ', 'not_used        ', &
1153             'not_used        ', 'not_used        ', 'not_used        ', &
1154             'not_used        ' /)
1155
1156    INTEGER(iwp) ::  id_dim_prtnum, id_dim_time_pr, id_dim_time_prt, &
1157                     id_dim_time_pts, id_dim_time_sp, id_dim_time_ts, id_dim_x_sp, &
1158                     id_dim_y_sp, id_dim_zu_sp, id_dim_zw_sp, id_set_pr, &
1159                     id_set_prt, id_set_pts, id_set_sp, id_set_ts, id_var_prtnum, &
1160                     id_var_rnop_prt, id_var_time_pr, id_var_time_prt, &
1161                     id_var_time_pts, id_var_time_sp, id_var_time_ts, id_var_x_sp, &
1162                     id_var_y_sp, id_var_zu_sp, id_var_zw_sp, nc_stat
1163
1164    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1) ::  id_dim_time_xy, id_dim_time_xz, &
1165                    id_dim_time_yz, id_dim_time_3d, id_dim_x_xy, id_dim_xu_xy, &
1166                    id_dim_x_xz, id_dim_xu_xz, id_dim_x_yz, id_dim_xu_yz, &
1167                    id_dim_x_3d, id_dim_xu_3d, id_dim_y_xy, id_dim_yv_xy, &
1168                    id_dim_y_xz, id_dim_yv_xz, id_dim_y_yz, id_dim_yv_yz, &
1169                    id_dim_y_3d, id_dim_yv_3d, id_dim_zu_xy, id_dim_zu1_xy, &
1170                    id_dim_zu_xz, id_dim_zu_yz, id_dim_zu_3d, id_dim_zw_xy, &
1171                    id_dim_zw_xz, id_dim_zw_yz, id_dim_zw_3d, id_set_xy, &
1172                    id_set_xz, id_set_yz, id_set_3d, id_var_ind_x_yz, &
1173                    id_var_ind_y_xz, id_var_ind_z_xy, id_var_time_xy, &
1174                    id_var_time_xz, id_var_time_yz, id_var_time_3d, id_var_x_xy, &
1175                    id_var_xu_xy, id_var_x_xz, id_var_xu_xz, id_var_x_yz, &
1176                    id_var_xu_yz, id_var_x_3d, id_var_xu_3d, id_var_y_xy, &
1177                    id_var_yv_xy, id_var_y_xz, id_var_yv_xz, id_var_y_yz, &
1178                    id_var_yv_yz, id_var_y_3d, id_var_yv_3d, id_var_zusi_xy, &
1179                    id_var_zusi_3d, id_var_zu_xy, id_var_zu1_xy, id_var_zu_xz, &
1180                    id_var_zu_yz, id_var_zu_3d, id_var_zwwi_xy, id_var_zwwi_3d, &
1181                    id_var_zw_xy, id_var_zw_xz, id_var_zw_yz, id_var_zw_3d
1182
1183    INTEGER(iwp), DIMENSION(10)  ::  id_var_dospx, id_var_dospy
1184    INTEGER(iwp), DIMENSION(20)  ::  id_var_prt
1185    INTEGER(iwp), DIMENSION(11)  ::  nc_precision
1186    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopr_norm_num) ::  id_var_norm_dopr
1187
1188    INTEGER(iwp), DIMENSION(dopts_num,0:10) ::  id_var_dopts
1189    INTEGER(iwp), DIMENSION(0:1,100)        ::  id_var_do2d, id_var_do3d
1190    INTEGER(iwp), DIMENSION(100,0:9)        ::  id_dim_z_pr, id_var_dopr, &
1191                                               id_var_z_pr
1192    INTEGER(iwp), DIMENSION(dots_max,0:9)   ::  id_var_dots
1193
1194!
1195!-- masked output
1196    CHARACTER (LEN=7), DIMENSION(max_masks,0:1,100) ::  domask_unit
1197
1198    LOGICAL ::  output_for_t0 = .FALSE.
1199
1200    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1) ::  id_dim_time_mask, id_dim_x_mask, &
1201                   id_dim_xu_mask, id_dim_y_mask, id_dim_yv_mask, id_dim_zu_mask, &
1202                   id_dim_zw_mask, &
1203                   id_set_mask, &
1204                   id_var_time_mask, id_var_x_mask, id_var_xu_mask, &
1205                   id_var_y_mask, id_var_yv_mask, id_var_zu_mask, id_var_zw_mask, &
1206                   id_var_zusi_mask, id_var_zwwi_mask
1207
1208    INTEGER(iwp), DIMENSION(1:max_masks,0:1,100)         ::  id_var_domask
1209
1210    SAVE
1211
1212 END MODULE netcdf_control
1213
1214
1215
1216
1217 MODULE pegrid
1218
1219!------------------------------------------------------------------------------!
1220! Description:
1221! ------------
1222! Definition of variables which define processor topology and the exchange of
1223! ghost point layers. This modules must be placed in all routines which contain
1224! MPI-calls.
1225!------------------------------------------------------------------------------!
1226
1227    USE kinds
1228
1229#if defined( __parallel ) && ! defined ( __check )
1230#if defined( __lc )
1231    USE MPI
1232#else
1233    INCLUDE "mpif.h"
1234#endif
1235#endif
1236    CHARACTER(LEN=2) ::  send_receive = 'al'
1237    CHARACTER(LEN=5) ::  myid_char = ''
1238    INTEGER(iwp)          ::  acc_rank, comm1dx, comm1dy, comm2d, comm_inter,       &
1239                              comm_palm, id_inflow = 0, id_recycling = 0, ierr,     &
1240                              myid = 0, myidx = 0, myidy = 0, ndim = 2, ngp_a,      &
1241                              ngp_o, ngp_xy, ngp_y, npex = -1, npey = -1,           &
1242                              numprocs = 1, numprocs_previous_run = -1,             &
1243                              num_acc_per_node = 0, pleft, pnorth, pright, psouth,  &
1244                              req_count = 0, sendrecvcount_xy, sendrecvcount_yz,    &
1245                              sendrecvcount_zx, sendrecvcount_zyd,                  &
1246                              sendrecvcount_yxd, target_id, tasks_per_node = -9999, &
1247                              threads_per_task = 1, type_x, type_x_int, type_xy,    &
1248                              type_y, type_y_int
1249
1250    INTEGER(iwp)          ::  pdims(2) = 1, req(100)
1251
1252    INTEGER(iwp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE ::  hor_index_bounds, &
1253                                                  hor_index_bounds_previous_run
1254
1255    LOGICAL ::  background_communication =.FALSE., collective_wait = .FALSE., &
1256                sendrecv_in_background = .FALSE.
1257
1258#if defined( __parallel )
1259#if defined( __mpi2 )
1260    CHARACTER (LEN=MPI_MAX_PORT_NAME) ::  port_name
1261#endif
1262
1263    INTEGER(iwp) ::  ibuf(12), pcoord(2)
1264
1265#if ! defined ( __check )
1266    INTEGER(iwp) ::  status(MPI_STATUS_SIZE)
1267    INTEGER(iwp), DIMENSION(MPI_STATUS_SIZE,100) ::  wait_stat
1268#endif
1269
1270
1271    INTEGER(iwp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE ::  ngp_yz, type_xz, type_yz
1272
1273    LOGICAL ::  left_border_pe  = .FALSE., north_border_pe = .FALSE., &
1274                reorder = .TRUE., right_border_pe = .FALSE.,          &
1275                south_border_pe = .FALSE.
1276
1277    LOGICAL, DIMENSION(2) ::  cyclic = (/ .TRUE. , .TRUE. /), &
1278                              remain_dims
1279#endif
1280
1281    SAVE
1282
1283 END MODULE pegrid
1284
1285
1286
1287
1288 MODULE profil_parameter
1289
1290!------------------------------------------------------------------------------!
1291! Description:
1292! ------------
1293! Definition of variables which control PROFIL-output
1294!------------------------------------------------------------------------------!
1295
1296    USE kinds
1297
1298    INTEGER(iwp), PARAMETER ::  crmax = 100
1299
1300    CHARACTER (LEN=20), DIMENSION(20) ::  cross_ts_profiles = &
1301                           (/ ' E E*               ', ' dt                 ', &
1302                              ' u* w*              ', ' th*                ', &
1303                              ' umax vmax wmax     ', ' div_old div_new    ', &
1304                              ' z_i_wpt z_i_pt     ', ' w"pt"0 w"pt" wpt   ', &
1305                              ' pt(0) pt(zp)       ', ' splux spluy spluz  ', &
1306                              ' L                  ',                         &
1307                            ( '                    ', i9 = 1, 9 ) /)
1308
1309    CHARACTER (LEN=100), DIMENSION(crmax) ::  cross_profiles = &
1310                           (/ ' u v                           ', &
1311                              ' pt                            ', &
1312                              ' w"pt" w*pt* w*pt*BC wpt wptBC ', &
1313                              ' w"u" w*u* wu w"v" w*v* wv     ', &
1314                              ' km kh                         ', &
1315                              ' l                             ', &
1316                         ( '                               ', i9 = 1, 94 ) /)
1317
1318    INTEGER(iwp) ::  profile_columns = 2, profile_rows = 3, profile_number = 0
1319
1320    INTEGER(iwp) ::  cross_ts_numbers(crmax,crmax) = 0, &
1321                     cross_ts_number_count(crmax) = 0, &
1322                     dopr_index(300) = 0, dopr_initial_index(300) = 0, &
1323                     dots_crossindex(100) = 0, dots_index(100) = 0
1324               
1325
1326    REAL(wp) ::  cross_ts_uymax(20) = &
1327                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1328                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1329                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1330                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1331                 cross_ts_uymax_computed(20) = 999.999_wp, &
1332                 cross_ts_uymin(20) = &
1333                             (/ 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,  -5.000_wp, 999.999_wp,   &
1334                                999.999_wp,   0.000_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1335                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp,   &
1336                                999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp, 999.999_wp /),&
1337                 cross_ts_uymin_computed(20) = 999.999_wp
1338
1339    SAVE
1340
1341 END MODULE profil_parameter
1342
1343
1344
1345
1346 MODULE spectrum
1347
1348!------------------------------------------------------------------------------!
1349! Description:
1350! ------------
1351! Definition of quantities used for computing spectra
1352!------------------------------------------------------------------------------!
1353
1354    USE kinds
1355
1356    CHARACTER (LEN=6),  DIMENSION(1:5) ::  header_char = (/ 'PS(u) ', 'PS(v) ',&
1357                                           'PS(w) ', 'PS(pt)', 'PS(q) ' /)
1358    CHARACTER (LEN=2),  DIMENSION(10)  ::  spectra_direction = 'x'
1359    CHARACTER (LEN=10), DIMENSION(10)  ::  data_output_sp  = ' '
1360    CHARACTER (LEN=25), DIMENSION(1:5) ::  utext_char =                    &
1361                                           (/ '-power spectrum of u     ', &
1362                                              '-power spectrum of v     ', &
1363                                              '-power spectrum of w     ', &
1364                                              '-power spectrum of ^1185 ', &
1365                                              '-power spectrum of q     ' /)
1366    CHARACTER (LEN=39), DIMENSION(1:5) ::  ytext_char =                        &
1367                                 (/ 'k ^2236 ^2566^2569<u(k) in m>2s>->2    ', &
1368                                    'k ^2236 ^2566^2569<v(k) in m>2s>->2    ', &
1369                                    'k ^2236 ^2566^2569<w(k) in m>2s>->2    ', &
1370                                    'k ^2236 ^2566^2569<^1185(k) in m>2s>->2', &
1371                                    'k ^2236 ^2566^2569<q(k) in m>2s>->2    ' /)
1372
1373    INTEGER(iwp) ::  klist_x = 0, klist_y = 0, n_sp_x = 0, n_sp_y = 0
1374
1375    INTEGER(iwp) ::  comp_spectra_level(100) = 999999,                   &
1376                     lstyles(100) = (/ 0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1377                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1378                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1379                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1380                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1381                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1382                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1383                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1384                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8,    &
1385                                       0, 7, 3, 10, 1, 4, 9, 2, 6, 8 /), &
1386                     plot_spectra_level(100) = 999999
1387
1388    REAL(wp)    ::  time_to_start_sp = 0.0_wp
1389
1390    SAVE
1391
1392 END MODULE spectrum
1393
1394
1395
1396
1397 MODULE statistics
1398
1399!------------------------------------------------------------------------------!
1400! Description:
1401! ------------
1402! Definition of statistical quantities, e.g. global sums
1403!------------------------------------------------------------------------------!
1404
1405    USE kinds
1406
1407    CHARACTER (LEN=40) ::  region(0:9)
1408    INTEGER(iwp) ::  pr_palm = 100, statistic_regions = 0
1409    INTEGER(iwp) ::  u_max_ijk(3) = -1, v_max_ijk(3) = -1, w_max_ijk(3) = -1
1410    LOGICAL ::  flow_statistics_called = .FALSE.
1411    REAL(wp) ::     u_max, v_max, w_max
1412    REAL(wp), DIMENSION(:), ALLOCATABLE       ::  sums_divnew_l, sums_divold_l,   &
1413                                                  weight_substep, weight_pres
1414    REAL(wp), DIMENSION(:,:), ALLOCATABLE     ::  sums, sums_wsts_bc_l, ts_value, &
1415                                                  sums_wsus_ws_l, sums_wsvs_ws_l, &
1416                                                  sums_us2_ws_l, sums_vs2_ws_l,   &
1417                                                  sums_ws2_ws_l,                  &
1418                                                  sums_wsnrs_ws_l,                &
1419                                                  sums_wspts_ws_l,                &
1420                                                  sums_wssas_ws_l,                &
1421                                                  sums_wsqs_ws_l,                 &
1422                                                  sums_wsqrs_ws_l,                &
1423                                                  sums_ls_l
1424                                             
1425    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:), ALLOCATABLE   ::  hom_sum, rmask, spectrum_x, &
1426                                                  spectrum_y, sums_l, sums_l_l, &
1427                                                  sums_up_fraction_l
1428    REAL(wp), DIMENSION(:,:,:,:), ALLOCATABLE ::  hom
1429
1430    SAVE
1431
1432 END MODULE statistics
1433
1434
1435
1436
1437 MODULE transpose_indices
1438
1439!------------------------------------------------------------------------------!
1440! Description:
1441! ------------
1442! Definition of indices for transposed arrays
1443!------------------------------------------------------------------------------!
1444
1445    USE kinds
1446
1447    INTEGER(iwp) ::  nxl_y, nxl_yd, nxl_z, nxr_y, nxr_yd, nxr_z, nyn_x, nyn_z,      &
1448                     nys_x, nys_z, nzb_x, nzb_y, nzb_yd, nzt_x, nzt_y, nzt_yd
1449               
1450
1451    SAVE
1452
1453 END MODULE transpose_indices
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.